W energetyce coraz częściej stosuje się kablowanie linii wysokiego napięcia, jednak modernizacja pojedynczych przęseł wciąż pozostaje częstym zadaniem. Wynika to z konieczności dostosowania istniejących linii do nowych inwestycji budowlanych oraz zachowania zgodności z wymaganiami bezpieczeństwa. Każda zmiana w infrastrukturze wymaga szczegółowych obliczeń zwisów przewodów i analizy minimalnych odległości od powierzchni terenu czy obiektów znajdujących się w pobliżu. Kluczowym punktem odniesienia jest tu norma PN-EN 50341 „Overhead electrical lines exceeding AC 1 kV”, która precyzyjnie określa sposób prowadzenia obliczeń oraz definiuje wymagania dla linii napowietrznych.
Krok 1. Pozyskanie danych wyjściowych
Aby poprawnie zmodernizować przęsło linii 110 kV, konieczne jest przeprowadzenie szczegółowych obliczeń zwisów przewodów. Podstawą całego procesu jest zebranie kompletu danych wejściowych. Należą do nich:
- Pomiary geodezyjne linii
- obejmują punkty zawieszenia przewodów na izolatorach oraz punkty położenia przewodu wzdłuż przęsła,
- powinny być wykonane dla całej sekcji odciągowej, a nie tylko dla jednego przęsła,
- muszą zawierać datę i godzinę pomiarów, aby możliwe było ich powiązanie z warunkami pogodowymi i obciążeniem linii.
- Profil geodezyjny terenu pod analizowanym przęsłem
- tworzony na podstawie pomiarów geodezyjnych,
- zawiera położenie podstawy słupów i ukształtowanie terenu,
- pozwala ocenić minimalne odległości przewodów od ziemi i obiektów znajdujących się poniżej.
- Wykaz montażowy analizowanego odcinka linii
- zawiera informacje o rodzaju przewodów roboczych,
- uwzględnia parametry izolatorów,
- dostarcza danych technicznych niezbędnych do poprawnego odwzorowania mechaniki linii.
- Temperatura przewodu w chwili pomiarów geodezyjnych
- bezpośredni pomiar jest trudny technicznie, dlatego najczęściej stosuje się metody pośrednie na podstawie warunków pogodowych i obciążenia przewodów,
- metoda pośrednia uwzględnia wpływ warunków pogodowych: temperaturę powietrza, nasłonecznienie, prędkość i kierunek wiatru oraz wartość prądu obciążenia linii w momencie pomiarów,
- w przypadku braku lokalnych danych meteorologicznych można je pozyskiwać z kilku stacji pogodowych położonych najbliżej analizowanego przęsła i uśredniać wyniki.
Na podstawie zgromadzonych danych wyznacza się naprężenie przewodu i zwis w zadanej temperaturze granicznej roboczej. Dzięki temu można określić, jak przewód zachowuje się w najbardziej obciążających warunkach pracy. Ostatecznym etapem jest opracowanie profilu podłużnego linii, który przedstawia zwisy przewodów względem terenu i pozwala ocenić, czy spełnione są wymagane odległości od ziemi i elementów znajdujących się w otoczeniu.
Co dalej?
Przedstawione powyżej dane wejściowe to dopiero początek całego procesu modernizacji przęsła linii 110 kV. W kolejnych częściach omówimy szczegółowo każdy z etapów analizy: od wyznaczania naprężeń przewodów na podstawie pomiarów geodezyjnych, przez obliczanie temperatury przewodu w chwili pomiaru, aż po określenie zwisów w warunkach granicznych i wykonanie profilu podłużnego linii wraz z analizą obostrzeń.
Analiza będzie wykonywana z wykorzystaniem oprogramowania ZikOS Linie napowietrzne oferowanego przez firmę IPC.
